电镀原理介绍

浙江振弘光电有限公司

电镀2023/2/61金属表面覆盖张仁富声明

本人系非专业电镀行业，因多年来与电镀行业接触，凭个人对电镀行业的了解和认识，今天与大家一起分享探讨，可能在描述和讲解中与电镀行业的专用知识有冲突，均按电镀行业专用知识为准。不周之处敬请大家见谅，感谢大家的支持！谢谢!

张

仁富2016年7月13日2023/2/62目录一、电镀原理二、电镀层分类、特点及应用三、电镀工艺要点及流程四、电镀设备五、电镀产品案例六、电镀不良产品分析及措施七、电镀层检测八、电镀行业标准2023/2/63

电镀是指在含有预镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过化学电解作用，使镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法。镀层性能不同于基体金属，具有新的特征。根据镀层的功能分为防护性镀层，焊接性镀层，装饰性镀层及其它功能性镀层。2023/2/64电镀原理

电镀层2023/2/652023/2/66电镀层金属的种类

电镀层金属的种类约有30多种，其中应用较广的有镀锌，铜，镍，铬，银，锡，金，铁，镉，鈷，铅，锑等十多余种。除单一金属镀层外，还有很多合金镀层，例如镀铜锡，铜锌，铜镍，镍铁，铅锡，锌锡，锌铁，锌镍，锡铁，锡鈷，钨铁等。单一金属镀层2023/2/67镀锌特点2023/2/68镀锌的应用广泛用于钢铁零部件和结构件的防护镀层，近年来，用热浸镀锌表面对防腐能力非常强，但其成本略高。2023/2/69镀铜特点2023/2/610

*光亮*容易抛光

*好的填平*好的延展性*好的附着能力*好的微观均镀

*无应力*好的机械加工性能

*镀层结晶细致*好的电导性镀铜的应用

钢铁工件表面防护-装饰镀层的底层或中间层，以提高基体与表面或中间层的结合力和镀层防护功能镀层：导电镀层，防渗碳或防氮镀层（碳和氮在铜中扩散困难），防磁镀层（铜无磁性）等。2023/2/611镀镍特点2023/2/612镀镍的应用化工设备，微电子器件用镀镍层作为防护层；一些医疗器械和家庭日用品常用镀镍作为防护-装饰镀层；其他防护-装饰镀层的底层或中间镀层，如Cu-Ni-Cr；印刷工业中铅板表面镀镍，提高工件或制品表面耐磨性能。2023/2/613镀铬特点2023/2/614镀铬的应用2023/2/615电镀铬防护-装饰镀层面层，用于汽车、自行车、家电、五金等提高表面硬度和耐磨性，用于磨具、轴、量具、量规、活塞气缸韧性好，孔隙率低，硬度较高，用于要求耐蚀性及耐磨性部件，如枪炮内膛等。黑色、消光性好，用作太阳能吸收器的表面膜层，航空和光学仪器零件。镀铬的应用2023/2/616镀锡特点2023/2/617镀锡的应用电子元器件行业广泛应用镀锡为了提高焊接工艺可焊性，在食品行业应用于金属罐包装密封，具有较好的抗腐蚀性能，而且能耐有机酸，与硫及硫化物几乎不起作用。2023/2/618电镀的基本五要素1.阴极：被镀物，指各种接插件端子。2.阳极：若是可溶性阳极，则为欲镀金属。若是不可溶性阳极，大部分为贵金属（白金，氧化铱）3.电镀药水：含有欲镀金属离子的电镀药水。4.电镀槽：可承受，储存电镀药水的槽体，一般考虑强度，耐蚀，耐温等因素。5.整流器：提供直流电源的设备。2023/2/619电镀的目的电镀除了要求美观外，依各种电镀需求而有不同的目的。1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。2.镀镍：打底用，增进抗蚀能力。3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性比金佳。5.镀锡：增进焊接能力。2023/2/620电镀流程

（常见电镀锌、镍锡、镍为列）2023/2/621预鍍銅打底镀锡预鍍鎳前处理后预镀铜打底测厚中和清洗加膜清洗脱水烘干预镀件金属滚光处理高温除油酸洗去膜电镀镍锡：电镀锌：前处理后钝化镀锌前处理前处理后电镀镍：镀镍检验包装出库电镀条件1.电流密度：单位电镀面积下所承受的电流，通常电流密度越高膜厚越厚，但是过高时镀层会烧焦粗燥。2.电镀位置：镀件在药水中位置，与阳极相对位置，会影响膜厚分布。3.搅拌状况：滚桶搅拌效果越好，电镀效率越高，有空气，水流，阴极摆动等搅拌方式。4.电流波形：通常滤波度越好，镀层组织越均一。5.镀液温度：镀锌25~45C°，镀镍约50~60C°，镀锡约13~18C°。6镀液PH值：镀镍约4.0~4.5，镀锡约3.2~4.0，镀锌约11~132023/2/622电镀的常用设备1.电镀槽体：一般使用的材料有PP，PVC。但不能加热使用，温度在70℃以下可使用。2.冷却系统：采用直接冷冻法。是将电镀溶液直接抽至冷冻机内冷却，此方法冷冻效果好。3.干燥系统：在电镀结束后，镀件表面水滴必须除去，否则干燥效果会很差。一般干燥箱都用电热红外线烘箱，并且在热风循环下干燥。烘箱须有温度控制装置。2023/2/623电镀镍自动生产线2023/2/624电镀锡自动生产线2023/2/6252023/2/626电镀锌自动生产线电镀化验室2023/2/627检测设备2023/2/628电镀案例1

电镀TS14-3插片（镀锌）2023/2/6292023/2/630电镀案例1

电镀TS14-3插片（镀锌）2023/2/631电镀案例1

电镀TS14-3插片（镀锌）电镀案例2

连接片（镀镍锡）一、镀铜（打底层）2023/2/6322023/2/633电镀案例2

连接片（镀镍锡）二、镀镍（底层）2023/2/634电镀案例2

连接片（镀镍锡）三、镀锡层2023/2/635电镀案例2

连接片（镀镍锡）四、中和五、清洗六、脱水2023/2/636电镀案例2

连接片（镀镍锡）七、烘干八、检验电镀不良原因分析

镀层品质不良的发生多半为电镀条件,电镀设备或电镀药水的异常,及人为疏忽所致.通常在现场发生不良时比较容易找出原因克服,但电镀后产品到客户使用中发现不良品的情况逐一进行分析原因及改善的对策加以探讨说明.2023/2/637电镀不良案例1:产品无电镀层由由于产品在前处理去油没有彻底干净,使酸洗工序无法去氧化膜造成。另外在处理过程中也有可能出现产品重叠一起，使产品没有相互错开时也会影响电镀层的覆盖。电镀不良案例2产品变形及表面划伤2023/2/638原因：由于电镀过程采用滚桶转动使产品能充分摆动及搅拌，使电镀层均匀覆盖，但会对长度比较长与薄产品容易造成变形现象，另外也会出现表面刮伤和划伤。处置方法：

对每一滚桶的装入产品的量进行控制，另外对滚桶的转动速度可调整适当慢一点，防止产品在滚桶内相互的交叉碰撞造成变形和划伤现象。2023/2/639原因分析：该产品表面电镀锡，由于产品的结构形状平板及厚度0.2mm在电镀滚桶溶液中转动，会使产品在溶液中漂浮、相互粘贴一起后，电镀层无法覆盖粘贴面造成不良。电镀不良案例3产品表面电镀层外观不良处置方法：将对电镀滚桶里面进行改造，在六角形滚桶每一个面上增加不同角度档板，使产品在滚动时受档板影响相互打散，也使粘贴一起的受挡板角度力进行搓开，使产品的粘贴几率降到最低，然后电镀后产品进行全检。2023/2/640原因：

该产品表面电镀锌，由于要求中性盐雾实验达96小时，故在电镀后增加工序，加普通封闭剂膜处理，导致产品表面出现导电性不良现象。改善处置方法：

经过多次试验，不断降低普通封闭剂的配比浓度，改善效果不明显也不稳定后，故再咨询电镀专家分析提出采用特制的无树脂无硅的镀锌封闭剂，并需要加温处理进行操作，经多批次的测试，产品达到了导电性稳定，表面电阻正常值，满足客户要求。

电镀不良案例4产品表面导电阻值过大不稳定2023/2/641电镀不良案例5产品电镀层48小时盐雾不良原因：该产品电镀层是镀锡，按要求镀锡层盐雾达48小时必须要加膜处理，可能在加膜过程的保护膜浓度不够造成，另对样品镀层检测厚度偏下线值。改善措施：将对保护膜的浓度进行实时监控，另外对电镀层的厚度进行加厚，确保产品电镀层达到要求。2023/2/642电镀层厚度检测采用X射线光谱镀层测厚仪，检测速度快，精度准确，实时检测镀层的厚度监控。电镀层厚度检测2023/2/643划痕法：

用锋利小刀在镀层表面上切割1mm×1mm的格子，横纵数的格数不少于5格，划痕深度应深及基体。然后再用3M600#胶带纸贴在格子上，用垂直于格子表面方向的力快速拉起胶带，电镀层脱落面积<5%。此法不适合电镀铬、镍（厚）产品，其余镀层可以。也可以用百割刀来划痕。电镀层附着力检测2023/2/644一、目视测试法：测试步骤JIS-Z3198-4电镀锡层可焊性测试1、上助焊剂在测试前，应彻底去除助焊剂溶液表面的浮渣和助焊剂残留物。上助焊剂试样焊接部分完全浸入阻焊剂溶液5-10秒，从助焊剂中提出试样后，垂直放置时间不应超过60秒。然后在1分钟之后，5分钟之内进行可焊性测试。2、上锡

在上锡前，应用刮板彻底去除焊料锡槽表面焊料氧化层及残留物，然后将试样轻轻的插入到熔融焊料中，停留时间最长为5秒钟。试样在熔融焊料中浸入深度不超过8mm,到了要求停留时间后，将试样从焊料提出。保持试样水平不动，直到焊料凝固。3、目检

应使用具有10倍放大倍数的放大装置进行测量，适合时可配备刻度线或等效物进行测量。2023/2/645电镀锡层可焊性测试可焊性测试工艺流程2023/2/646电镀锡层可焊性测试可焊性测试评定方法所有要求目检的测试方法应当使用具有10倍放大倍数的放大装置进行测量，适用时可配备刻度线或等效物进行测量。表面评定——接受标准

在焊料（无铅焊锡）熔融温度255±5°条件下。

被测试样件浸入焊料的面积应至少达95%的面积润锡良好。剩余面积允许存在小针孔、表面粗糙等缺陷，但不能集中在一个区域。2023/2/647电镀锡层可焊性测试二、润湿平衡测试法：

就是将被测试样件装入设备专用夹具上进行自动检测。检测结果设备按设定值要求自动判定。测试方法：样品以设定的速度和深度浸入焊锡槽，焊锡槽内的焊锡保持在设定的温度，该方法使用一个高灵敏度电子衡量天平，连续检测垂直方向上的力值变化。

润湿开始前，样品受到焊锡表面张力和浮力的影响。润湿开始后，样品浸入熔融焊料中，按时间轴跟踪记录润湿前后的力值变化，并通过函数分析，即可获取样品的可焊性数据判定。2023/2/648电镀锡层可焊性测试2023/2/649电镀锡层可焊性测试目前市场上有众多的国内外检测设备：2023/2/650产品电镀后全检外观检验：带好细棉手套或指套，拿起产品，以30厘米、4